管理信息第2章3單元

第二章信息與管理2.1案例分析2.2信息的概念2.3信息的特征、性質與類型2.4信息的生命周期2.5信息的系統(tǒng)觀2.6信息與管理2.7信息的度量

現實世界中存在各式各樣的系統(tǒng)，其內部可能有物質、能量和信息流動，其中信息控制著物質和能量流動，使系統(tǒng)更加有序。從系統(tǒng)觀點看，信息流在整體上構成一個系統(tǒng)——信息系統(tǒng)。信息系統(tǒng)的作用和其他子系統(tǒng)不同，它不一定從事某一個具體功能，完成某一個具體工作，而是協調整個全局，是整個系統(tǒng)的神經系統(tǒng)。

信息系統(tǒng)概念2.5.2信息系統(tǒng)概念與結構決策信息管理子系統(tǒng)執(zhí)行子系統(tǒng)描述信息交互信息描述信息決策信息圖2.10系統(tǒng)組織結構圖信息子系統(tǒng)信息系統(tǒng)概念(以一個管理系統(tǒng)為例)廣義上說，任何系統(tǒng)中信息流的總和都可視為信息系統(tǒng)，它對信息進行采集、存儲、傳遞、加工等處理工作。目前普遍認同的信息系統(tǒng)是指基于計算機、通訊網絡等現代化工具和手段，服務于管理領域的信息處理系統(tǒng)。研究信息系統(tǒng)的主要任務是研究信息處理過程中的內在規(guī)律以及基于計算機等現代化手段的形式表達和處理規(guī)律。信息系統(tǒng)概念信息系統(tǒng)（處理過程）輸入（數據）輸出（信息）反饋圖2.9信息系統(tǒng)定義

信息系統(tǒng)輸入數據或信息，輸出信息，且輸出的信息服務于信息系統(tǒng)目標；處理過程包括計算、比較、交換、檢索等，是對輸入數據的加工并使其能夠被利用；反饋是對輸入數據或處理過程的調整，以提高信息系統(tǒng)的有效性，反饋是管理者進行有效控制的重要手段；信息系統(tǒng)的基本功能是完成信息生命周期中各個階段的信息處理任務。

信息系統(tǒng)概念概念結構。從概念上看，信息系統(tǒng)由信息源、信息處理器、信息用戶和信息管理者組成。信息源是信息的產生地；信息處理器負責信息的傳輸、加工、存儲等；信息用戶是信息的使用者，并利用信息進行決策、控制；信息管理者負責信息系統(tǒng)的設計和實施、維護、協調等。功能結構。從使用的角度看，信息系統(tǒng)總是具有一定的目標和多種功能，各功能之間存在各種信息聯系，構成一個有機結合的整體，形成一個功能結構。信息系統(tǒng)結構3.軟件結構。支持信息系統(tǒng)各種功能的軟件系統(tǒng)或軟件模塊所組成的系統(tǒng)結構是信息系統(tǒng)的軟件結構。4.硬件結構。信息系統(tǒng)的硬件結構說明硬件的組成及其連接方式和硬件所能達到的功能。硬件和系統(tǒng)軟件構成信息系統(tǒng)的運行環(huán)境。

信息系統(tǒng)結構2.6信息與管理

管理與管理過程管理系統(tǒng)要素及相互作用管理系統(tǒng)過程(信息學模型)

管理是一種有目的的社會活動或過程，通過管理，使社會或組織能夠有效地實現自己的目標，它是一種包含調查研究、運籌決策、協調控制、檢查改進等環(huán)節(jié)的高級復雜過程。而從信息學角度看，管理過程實際上就是信息的采集、處理和利用信息進行決策的過程。

管理與管理過程管理者（管理主體）：具有施行管理職能的主體。管理對象（管理客體）：接受和執(zhí)行管理者的一切管理職能者。管理系統(tǒng)的要素及相互作用只有當這兩個基本要素之間發(fā)生了相互作用和相互聯系，并在這個基礎上產生了整體的功能，才形成了管理系統(tǒng)。信息是管理者和管理對象之間的紐帶，這種信息作用和信息聯系一旦正確地建立起來，管理系統(tǒng)就能發(fā)揮自己的功能即實現管理的目標。調查研究信息采集管理者(主體)檢查改進階段(信息再加工)：由于管理對象本身的復雜性，管理所得到的管理對象初始信息不一定充分完備；由于環(huán)境的干擾，初始對象信息和環(huán)境信息在收集和傳遞過程中還可能存在噪音；由于管理者信息加工的能力的限制，初始對象和環(huán)境信息可能沒有得到有效利用。運籌決策階段(信息處理)：對所獲得的信息進行加工，產生相應的管理策略(指令信息)，指明應當通過什么樣的途徑和步驟把管理對象的當前運動狀態(tài)和運動方式轉變到所期望的運動狀態(tài)和方式。管理系統(tǒng)過程(信息學模型)管理對象(客體)環(huán)境圖2.11管理的信息模型運籌決策信息處理對象初始信息環(huán)境信息協調控制信息利用指令信息目標信息反饋信息檢查改進信息再加工效果信息調查研究階段(信息采集)：獲取管理對象和外部環(huán)境的信息協調控制階段(信息利用)：把指令信息反作用于管理對象，甚至環(huán)境，使管理對象和環(huán)境的運動狀態(tài)和運動方式按照指令信息的規(guī)定來改變，實施具體的管理職能2.7信息的度量2.7.1概率信息的描述2.7.2不確定性與自信息量2.7.3信息熵2.7.4哈特萊信息度量方法2.7.5香農定理2.7.6信息熵的性質2.7信息的度量

信息的度量就是從數量關系上把握信息。日常生活的經驗告訴我們，信息是可以度量的。比如人們在得到不同的信息時，往往會做出不同的反應和評價，“這個信息對我很重要，有很大幫助”，或“這個信息沒什么用，我早就知道了”，這就說明不同的信息帶有不同的信息量。

對信息的定量把握，是進一步探討信息的科學規(guī)律的基礎，也是信息處理和利用的基礎。幽默案例韋小寶賭博：為什么韋小寶投骰子賭錢十賭九贏？

概率空間：設X表示一個離散隨機事件，X={xi│i=1,…,n}為隨機事件中所有可能狀態(tài)的集合，P={pi│i=1,…,n}表示每個狀態(tài)出現的概率的集合，則(X,P)={(xi，pi)

│i=1,…,n}為隨機事件的概率空間。概率空間（X,P）的各元（xi,pi）正好描述了事物的運動狀態(tài)和方式：狀態(tài)xi出現的概率為pi

。2.7.1概率信息的描述隨機事件的概率空間為：隨機事件的概率空間其中：隨機事件的概率空間

假定隨機事件X有n種可能的狀態(tài)x1,x2,…,xn。如果在沒有任何信息的情況下已知這些狀態(tài)出現的概率為分別為p1,p2,…,pn，稱為先驗概率。在得到信息之后，發(fā)現這些狀態(tài)的出現概率為p1*,p2*,…,pn*，稱為后驗概率。先驗概率空間和后驗概率空間可以按下式變換：

{xi,pi│i=1,…,n}→{xi,pi*│i=1,…,n}

先驗概率空間描述了隨機事件的先驗不確定性，后驗概率空間描述了隨機事件的后驗不確定性。

例如：

X={xi│i=1,2},其中x1表示“正面朝上”這一狀態(tài)，x2表示“反面朝上”這一狀態(tài)。在試驗之前，觀察者無法知道x1和x2狀態(tài)哪個會出現，根據常識，認為兩者出現的概率均等，即pi=1/2,i=1,2。X的先驗概率空間為：或投擲硬幣試驗投擲硬幣試驗

假定觀察結果為正面朝上，即狀態(tài)x1出現，后驗概率空間為則觀察者的實得信息量為：2.7.2不確定性與自信息量

不確定性指的是：在沒有得到信息之前，我們不能確定某一隨機事件的最終狀態(tài)。這種不確定性是客觀存在的，只有當得到信息之后，才能夠減少或消除。如果隨機事件的某一狀態(tài)出現的不確定性越大，一旦它真的出現并被我們所知后，消除的不確定性就越大，反之則越小。因此，獲得信息量的大小，是與不確定性消除的多少有關。

用數學的語言來講，不確定性就是隨機性，可以用概率論與隨機過程來測定不確定性大小。如果知道狀態(tài)xi已發(fā)生，則該信息所含有的自信息量定義為：其中I(xi)代表兩種含義：狀態(tài)xi出現以前，表示xi出現的不確定性；在狀態(tài)xi出現以后，表示該觀察

所含有的信息量。自信息自信息例題1例：假設彩票中大獎的概率是十萬分之一。當得知某人買彩票沒中大獎/中大獎時，試問分別獲得多少信息量？

解：令a1代表彩票未中大獎，a2代表彩票中大獎則：P(a1)=0.999999，P(a2)=0.000001當得知某人買彩票沒中大獎時，獲得的信息量為：I(a1)=-log0.999999=1.44*10-6(bits)當得知某人買彩票中大獎時，獲得的信息量為：I(a2)=-log0.000001=19.9(bits)例：同時扔一對色子，當得知“兩色子面朝上點數之和為8”時，獲得多少信息量？解：

I(兩色子面朝上點數之和為8)=

-log(5/36)自信息例題22.7.3

信息熵

自信息量指的是隨機事件中某種狀態(tài)的不確定性，或者說是在這種狀態(tài)出現的情況下，我們所得到的信息量。隨機事件的狀態(tài)不同，所含有的自信息量也是不同的。那么，如何衡量一個隨機事件的平均不確定性呢？下面要介紹信息科學中的一個重要概念—信息熵。

信息熵表達了信源的統(tǒng)計特征。它是香農把熱力學中熵的概念與熵增原理引入信息論的結果。熵、熵增的概念

熱力學中的熵增原理：存在一個態(tài)函數－熵，只有不可逆過程才能使孤立系統(tǒng)的熵增加，而可逆過程不會改變孤立系統(tǒng)的熵可以看出：（1）熵及熵增是系統(tǒng)